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水产养殖面临病原体威胁，传统检测需专业设备。研究人员开发基于智能手机的便携式平台，集成 PDMS 微芯片与 M-LAMP，可同时检测多种病原体，35 分钟内完成，灵敏度达 4 拷贝 /μL，为现场诊断提供低成本方案。
在水产养殖的蓬勃发展中，病害问题如同一颗颗暗藏的 “定时炸弹”，时刻威胁着水生生物的健康与全球粮食安全。对虾养殖中，白斑综合征病毒（WSSV）、副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus，可引发急性肝胰腺坏死病 AHPND）和肝肠胞虫（Enterocytozoon hepatopenaei，EHP）等病原体肆虐，传统的微生物分析、组织病理学和 ELISA 等检测方法，要么耗时长、要么依赖专业设备，难以满足现场快速检测的需求。而 PCR 等分子诊断技术虽灵敏，但对精密仪器和实验室条件的依赖，也让其在田间地头的应用举步维艰。在此背景下，开发一种便携、快速、能同时检测多种病原体的技术迫在眉睫。
新加坡相关研究机构的研究人员开展了一项极具创新性的研究，他们开发了一种基于智能手机的便携式诊断平台，该平台利用多重环介导等温扩增（multiplex loop-mediated isothermal amplification，M-LAMP）技术，结合聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）微芯片，实现了对多种水产养殖病原体的同步快速检测。研究成果发表在《Biosensors and Bioelectronics: X》，为水产养殖病原体检测带来了新的曙光。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：构建了带有 30 个反应孔（5×6 阵列）和温度控制孔的 PDMS 微芯片，通过 3D 打印技术进行模具制作和微芯片铸造；利用冻干技术将 LAMP 试剂固定在微芯片孔中，简化操作并增强稳定性；搭建基于智能手机的便携式 PCR 平台，包含加热单元、温度控制模块和图像采集系统，实现等温扩增过程的温度控制和反应结果的实时成像。样本来源于新加坡当地市场的凡纳滨对虾（Penaeus vannamei）、斑节对虾（Penaeus monodon）及水产养殖水体，通过 DNA 提取试剂盒获取基因组 DNA 用于检测。
3.1 智能手机 PCR 平台的温度控制
经测试，该平台可实现 0.3°C / 秒的可靠升温速率，能将 LAMP 反应温度稳定维持在 65.125±0.625°C，与商用热循环仪性能相当。配备的锂电池组可支持至少 6 次微芯片 LAMP 反应，智能手机摄像头可实时捕捉反应孔颜色变化，为结果判断提供依据。
3.2 冻干 PDMS 微芯片的灵敏度和特异性评估
扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FTIR）分析显示，冻干过程未对微芯片结构造成显著影响。通过质粒 DNA（pDNA）稀释实验确定，该微芯片对各靶基因的检测限（LOD）低于 10 拷贝 /μL，最低可达 4 拷贝 /μL。特异性测试中，仅含靶基因 pDNA 的孔出现颜色变黄的阳性反应，表明 M-LAMP 检测具有高度特异性。
3.3 对虾样本中病原体检测的验证
对虾组织及养殖水体样本的检测结果显示，该平台能准确检测出 WSSV、EHP、粪肠球菌（E. faecalis）等病原体。与终点 PCR 相比，LAMP 微芯片对低浓度靶基因的检测更为灵敏，部分在 PCR 中呈阴性的样本，在 LAMP 检测中呈现阳性。
3.4 水产养殖水体样本检测的验证
在海水和养殖水体样本中，该平台成功检测到 WSSV、EHP、副溶血弧菌（V. parahaemolyticus）等多种病原体。与 qPCR 的对比表明，LAMP 微芯片检测结果与 qPCR 趋势一致，且对复杂基质样本中的病原体具有更强的耐受性，能检测到 qPCR 因抑制物干扰而漏检的低浓度病原体。
研究结论表明，该智能手机 - based M-LAMP 平台凭借稳定的等温条件、高灵敏度（最低 4 拷贝 /μL）和特异性，成功实现了对水产养殖中主要病原体的快速检测。PDMS 微芯片与冻干技术的结合，无需复杂仪器即可完成多重检测，大大简化了操作流程。该平台在对虾组织和养殖水体样本中的成功应用，彰显了其在早期病害检测和爆发预防方面的巨大潜力。
从讨论来看，该研究不仅为水产养殖提供了一种便携、低成本的现场诊断工具，还为食品安全性、环境监测和公共卫生等领域的病原体快速检测开辟了新路径。尽管存在冻干微芯片长期稳定性待考察、更多病原体检测验证等局限，但此创新技术有望打破传统检测的瓶颈，尤其在资源有限的地区和小型养殖场景中，为及时发现病原体、制定防控策略提供关键支持，对保障水产养殖产业健康发展和全球粮食安全具有重要意义。
